lua和c/c++互相調用實例分析

原貼：http://www.cppblog.com/lxyfirst/archive/2008/10/29/65447.html

lua作爲小巧精悍的腳本語言，易於嵌入c/c++中 ， 廣泛應用於遊戲AI ，實際上在任何經常變化的邏輯上都可以使用lua實現，配合c/c++實現的底層接口服務，能夠大大降低系統的維護成本。下面對lua和c/c++的交互調用做一個實例分析：

lua提供了API用於在c/c++中構造lua的運行環境，相關接口如下：
//創建lua運行上下文
lua_State* luaL_newstate(void) ;
//加載lua腳本文件
int luaL_loadfile(lua_State *L, const char *filename);

lua和c/c++的數據交互通過"棧"進行 ,操作數據時，首先將數據拷貝到"棧"上，然後獲取數據，棧中的每個數據通過索引值進行定位，索引值爲正時表示相對於棧底的偏移索引，索引值爲負時表示相對於棧頂的偏移索引，索引值以1或-1爲起始值，因此棧頂索引值永遠爲-1 ,棧底索引值永遠爲1 。 "棧"相當於數據在lua和c/c++之間的中轉地。每種數據都有相應的存取接口 。
數據入"棧"接口：
void  (lua_pushnil) (lua_State *L);
void  (lua_pushnumber) (lua_State *L, lua_Number n);
void  (lua_pushinteger) (lua_State *L, lua_Integer n);
void  (lua_pushlstring) (lua_State *L, const char *s, size_t l);
void  (lua_pushstring) (lua_State *L, const char *s);
void  (lua_pushboolean) (lua_State *L, int b);
void  (lua_pushcclosure) (lua_State *L, lua_CFunction fn, int n);

數據獲取接口：
lua_Number      (lua_tonumber) (lua_State *L, int idx);
lua_Integer     (lua_tointeger) (lua_State *L, int idx);
int             (lua_toboolean) (lua_State *L, int idx);
const char     *(lua_tolstring) (lua_State *L, int idx, size_t *len);
lua_CFunction   (lua_tocfunction) (lua_State *L, int idx);


"棧"操作接口：
int   (lua_gettop) (lua_State *L);
void  (lua_settop) (lua_State *L, int idx);
void  (lua_pushvalue) (lua_State *L, int idx);
void  (lua_remove) (lua_State *L, int idx);
void  (lua_insert) (lua_State *L, int idx);
void  (lua_replace) (lua_State *L, int idx);
int   (lua_checkstack) (lua_State *L, int sz);

lua中定義的變量和函數存放在一個全局table中，索引值爲LUA_GLOBALSINDEX ，table相關操作接口：
void  (lua_gettable) (lua_State *L, int idx);
void  (lua_getfield) (lua_State *L, int idx, const char *k);
void  (lua_settable) (lua_State *L, int idx);
void  (lua_setfield) (lua_State *L, int idx, const char *k);

當"棧"中包含執行腳本需要的所有要素(函數名和參數)後，調用lua_pcall執行腳本：
int   (lua_pcall) (lua_State *L, int nargs, int nresults, int errfunc);

下面進行實例說明：
func.lua

--變量定義
width=1 ;
height=2 ;
--lua函數定義，實現加法
function sum(a,b)
    return a+b ;
end
--lua函數定義，實現字符串相加
function mystrcat(a,b)
    return a..b ;
end
--lua函數定義，通過調用c代碼中的csum函數實現加法
function mysum(a,b)
    return csum(a,b) ;
end

test_lua.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
//lua頭文件
#include <lua.h>
#include <lualib.h>
#include <lauxlib.h>


#define err_exit(num,fmt,args)  \
    do{printf("[%s:%d]"fmt"\n",__FILE__,__LINE__,##args);exit(num);} while(0)
#define err_return(num,fmt,args)  \
    do{printf("[%s:%d]"fmt"\n",__FILE__,__LINE__,##args);return(num);} while(0)

//lua中調用的c函數定義,實現加法
int csum(lua_State* l)
{
    int a = lua_tointeger(l,1) ;
    int b = lua_tointeger(l,2) ;
    lua_pushinteger(l,a+b) ;
    return 1 ;
}

int main(int argc,char** argv)
{
    lua_State * l = luaL_newstate() ;        //創建lua運行環境
    if ( l == NULL ) err_return(-1,"luaL_newstat() failed"); 
    int ret = 0 ;
    ret = luaL_loadfile(l,"func.lua") ;      //加載lua腳本文件
    if ( ret != 0 ) err_return(-1,"luaL_loadfile failed") ;
    ret = lua_pcall(l,0,0,0) ;
    if ( ret != 0 ) err_return(-1,"lua_pcall failed:%s",lua_tostring(l,-1)) ;

    lua_getglobal(l,"width");              //獲取lua中定義的變量
    lua_getglobal(l,"height");
    printf("height:%ld width:%ld\n",lua_tointeger(l,-1),lua_tointeger(l,-2)) ;
    lua_pop(l,1) ;                        //恢復lua的棧

    int a = 11 ;
    int b = 12 ;
    lua_getglobal(l,"sum");               //調用lua中的函數sum
    lua_pushinteger(l,a) ;
    lua_pushinteger(l,b) ;
    ret = lua_pcall(l,2,1,0) ;
    if ( ret != 0 ) err_return(-1,"lua_pcall failed:%s",lua_tostring(l,-1)) ;
    printf("sum:%d + %d = %ld\n",a,b,lua_tointeger(l,-1)) ;
    lua_pop(l,1) ;

    const char str1[] = "hello" ;
    const char str2[] = "world" ;
    lua_getglobal(l,"mystrcat");          //調用lua中的函數mystrcat
    lua_pushstring(l,str1) ;
    lua_pushstring(l,str2) ;
    ret = lua_pcall(l,2,1,0) ;
    if ( ret != 0 ) err_return(-1,"lua_pcall failed:%s",lua_tostring(l,-1)) ;
    printf("mystrcat:%s%s = %s\n",str1,str2,lua_tostring(l,-1)) ;
    lua_pop(l,1) ;

    lua_pushcfunction(l,csum) ;         //註冊在lua中使用的c函數
    lua_setglobal(l,"csum") ;           //綁定到lua中的名字csum

    lua_getglobal(l,"mysum");           //調用lua中的mysum函數，該函數調用本程序中定義的csum函數實現加法
    lua_pushinteger(l,a) ;
    lua_pushinteger(l,b) ;
    ret = lua_pcall(l,2,1,0) ;
    if ( ret != 0 ) err_return(-1,"lua_pcall failed:%s",lua_tostring(l,-1)) ;
    printf("mysum:%d + %d = %ld\n",a,b,lua_tointeger(l,-1)) ;
    lua_pop(l,1) ;

    lua_close(l) ;                     //釋放lua運行環境
    return 0 ;
}